Tách và khảo sát hoạt tính giảm đau của một số polypeptide từ nọc bò cạp heterometrus laoticus của việt nam

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
-----------------------------

VÕ PHẠM HOÀNG HUY

TÁCH VÀ KHẢO SÁT HOẠT TÍNH GIẢM ĐAU CỦA MỘT SỐ
POLYPEPTIDE TỪ NỌC BỊ CẠP HETEROMETRUS LAOTICUS
CỦA VIỆT NAM

Chuyên ngành: Kỹ Thuật Hóa Học
Mã số

: 60520301

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP.HỒ CHÍ MINH, Tháng 01 năm 2018


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA-ĐHQG-TP.HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: TSKH. Hoàng Ngọc Anh
Cán bộ chấm nhận xét 1: Hoàng Thị Kim Dung
Cán bộ chấm nhận xét 2: Hà Cẩm Anh
Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại trường Đại Học Bách Khoa, ĐHQG Tp.HCM
Ngày 12 tháng 01 năm 2018.
Thành phần hội đồng đánh giá luận văn gồm:
1. CT: PGS. TS. Lê Thị Hồng Nhan.
2. PB1: TS. Hoàng Thị Kim Dung.

3. PB2: TS. Hà Cẩm Anh.
4. UV: PGS. TS. Trần Văn Hiếu.
5. UV: TS. Lê Xuân Tiến.
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi
luận văn đã được chỉnh sửa:
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: Võ Phạm Hoàng Huy

MSHV :1570719

Ngày, tháng, năm sinh: 17/09/1992

Nơi sinh: Bình Dương

Chun ngành: Kỹ thuật hóa học

Mã số : 60520301

I. TÊN ĐỀ TÀI : Tách và khảo sát hoạt tính giảm đau của một số polypeptide từ

nọc bị cạp Heterometrus laoticus của Việt Nam.
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
- Tiến hàng ni và thu nọc bị cạp trong phịng thí nghiệm
- Phân tách thành phần nọc bị cạp bằng sắc ký lọc gel và sắc ký lỏng cao áp đảo pha
(RP-HPLC).
- Khảo sát tác động giảm đau của các phân đoạn
- Làm sạch và xác định khối lượng phân tử của phân đoạn có tác động giảm đau tốt nhất.
NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 04/09/2017
III. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 03/12/2017
IV.CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TSKH. Hoàng Ngọc Anh.
Tp. HCM, ngày . . . . tháng .. . . năm 20....
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

(Họ tên và chữ ký)

(Họ tên và chữ ký)

TRƯỞNG KHOA….………
(Họ tên và chữ ký)


LỜI CẢM ƠN
Khóa luận tốt nghiệp này được thực hiện tại phòng Vật liệu Y sinh thuộc Viện
Khoa học Vật liệu ứng dụng, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam dưới sự
hướng dẫn và hỗ trợ nhiệt tình từ Q Thầy Cơ, các Anh Chị và các bạn cùng làm khóa
luận.
Em xin bày tỏ lịng kính trọng và lời cảm ơn chân thành nhất đến TSKH. Hoàng
Ngọc Anh. Cô đã luôn quan tâm, chỉ bảo, hướng dẫn tận tình, truyền đạt cho em những

kiến thức cũng như kinh nghiệm để giúp em hồn thành tốt khóa luận này.
Em xin gửi lời cảm ơn đến cô Đỗ Thị Tuyến đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để em
thực hiện đề tài ở Viện Sinh học Nhiệt đới.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến chị Nguyễn Thị Thanh Thảo đã luôn
quan tâm, giúp đỡ và cùng em thực hiện khóa luận này.
Em xin gửi lời cảm ơn đến chị Nguyễn Thị Thùy Trang, bộ môn Dược Lý, Khoa
Dược, trường ĐH Y Dược TP.HCM đã giúp đỡ và hướng dẫn em tận tình trong thời gian
thục hiện khóa luận này.
Cuối cùng em xin gửi lời tri ân đến Q Thầy Cơ trong Khoa Kỹ Thuật Hóa Học,
trường ĐH Bách Khoa, ĐHQG Tp.HCM, những người đã tận tình giảng dạy và truyền
đạt cho em những kiến thức trong suốt thời gian em học Thạc sĩ tại trường.
Tp Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2018
Học viên thực hiện
Võ Phạm Hoàng Huy


ABTRACT
The scorpion Heterometrus laoticus is wide distributed in the An Giang province.
The crude venom of H. laoticus was separated into five fractions by column
chromatography on Sephadex G-50. These fractions have different chemical and
biological properties, among them three fractions (fraction 2, 3 and 4) have high
analgesic activities. The fraction 4 was separated into 25 sub-fractions by RP-HPLC on
C18 column. Test on mice showed that five subfractions have peripheral analgesic effect.
Among them, the effects of subfractions 4.6 and 4.7 are equivalent to the peripheral
analgesic effects of aspirin with dose of 50mg/kg. From subfraction 4.7, two polypeptides
4.7.1 and 4.7.2 have been isolated and characterized. Mass-spectrometry analysis showed
that polypeptides 4.7.1 and 4.7.2 posses molecular mass of 3700,2 and 3846,2 Da
respectively.

TÓM TẮT
Bọ cạp Heterometrus laoticus phân bố nhiều tại tỉnh An Giang. Nọc độc của lồi
bị cạp H. laoticus được chia thành 5 phân đoạn bằng sắc ký cột trên gel Sephadex G-50.
Những phân đoạn này có các tính chất hóa học và sinh học khác nhau, trong đó có ba
phân đoạn (phân đoạn 2, 3 và 4) có hoạt tính giảm đau cao. Phân đoạn 4 được tách thành
25 phân đoạn nhỏ bằng RP-HPLC trên cột C18. Thử nghiệm trên chuột cho thấy rằng
năm phân đoạn có tác dụng giảm đau ngoại biên. Trong đó, các phân đoạn 4.6 và 4.7 có
tác dụng giảm đau ngoại biên tương đương với aspirin với liều 50mg/kg. Từ phân đoạn
4,7, hai polypeptides 4.7.1 và 4.7.2 đã được phân lập. Phân tích khối phổ cho thấy các
polypeptides 4.7.1 và 4.7.2 có khối lượng phân tử tương ứng là 3700,2 và 3846,2 Da.


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi và được sự hướng dẫn
khoa học của TSKH. HOÀNG NGỌC ANH. Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề
tài này là trung thực và chưa cơng bố dưới bất kỳ hình thức nào trước đây. Những số liệu
trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được chính tác giả thu
thập từ các nguồn khác nhau có ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo.
Ngồi ra, trong khóa luận còn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng như số liệu
của các tác giả khác, cơ quan tổ chức khác đều có trích dẫn và chú thích nguồn gốc.
Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm về
nội dung khóa luận của mình. Trường đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.HCM không liên
quan đến những vi phạm tác quyền, bản quyền do tơi gây ra trong q trình thực hiện
(nếu có).
TP. Hồ Chí Minh, ngày 12 tháng 01 năm 2018.
Học viên Võ Phạm Hoàng Huy


MỤC LỤC


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT……………………………………………………….
DANH MỤC CÁC HÌNH…………………………………………………………………
DANH MỤC CÁC BẢNG...................................................................................................
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................. 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ............................................................................................. 3
I.1 Giới thiệu về bị cạp ................................................................................................. 3
I.1.1 Hình thái và cơ thể học .................................................................................. 3
I.1.2 Phân bố và môi trường sống ........................................................................ 5
I.1.3 Phân loại ......................................................................................................... 6
I.2 Nọc bò cạp ............................................................................................................... 9
I.2.1 Thành phần hóa học ...................................................................................... 9
I.2.2 Những nghiên cứu và ứng dụng của nọc bò cạp ....................................... 9
I.2.2.1

Những nghiên cứu của nọc bò cạp trên thế giới .................................... 9

I.2.2.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam ......................................................... 11
I.2.2.3

Những ứng dụng của nọc bò cạp ........................................................ 12

I.3 Các phương pháp nghiên cứu ............................................................................... 15
I.3.1 Phương pháp sắc ký lọc gel .......................................................................... 15
I.3.1.1 Khái niệm ................................................................................................ 16
I.3.1.2 Nguyên tắc ............................................................................................. 16
I.3.1.3 Đặc tính hóa học của gel ......................................................................... 16
I.3.1.4 Chọn gel .................................................................................................. 17
I.3.1.5 Chọn cột .................................................................................................. 17
I.3.1.6 Dung môi và tốc độ dòng chảy ................................................................ 18

I.3.1.7 Chuẩn bị mẫu .......................................................................................... 18
I.3.2 PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ LỎNG CAO ÁP (HPLC) ............................... 19
I.3.2.1 Khái niệm ................................................................................................. 19
I.3.2.2 Các bộ phận chính của máy sắc ký lỏng cao áp (HPLC). ........................ 19
I.3.2.2.1 Bình chứa dung mơi giải ly cột ..................................................... 19
I.3.2.2.2

Máy bơm ...................................................................................... 19

I.3.2.2.3 Cột sắc ký ...................................................................................... 19
I.3.2.2.5 Detector ......................................................................................... 21
I.3.2.3 Dung môi dung trong sắc ký lỏng cao áp (HPLC) ................................ 21
I.3.3 PHƯƠNG PHÁP ĐÔNG KHÔ .................................................................... 21
I.3.3.1 Khái niệm ............................................................................................... 21
I.3.3.2 Nguyên tắc của phương pháp đông khô................................................ 21
I.3.3.3

Ưu điểm của phương pháp đông khô ................................................... 22

I.3.4 ĐAU VÀ TÁC ĐỘNG GIẢM ĐAU............................................................ 22
I.3.4.1 Định nghĩa và phân loại ........................................................................ 22
I.3.4.2 Nguyên nhân và cơ chế đau .................................................................. 23
I.3.4.3 Điều trị đau............................................................................................. 25
I.3.4.4 Các mô hình thử nghiệm tác động giảm đau ........................................ 25
I.3.4.4.1 Các mơ hình thử nghiệm tác động giảm đau thần kinh ngoại biên 25
I.3.4.4.2 Các mơ hình thử nghiệm tác động giảm đau thần kinh trung ương 26
I.3.5 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KHỐI PHỔ MALDI-MS…………….....28
I.3.6 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỐNG KÊ DỮ LIỆU…………………29
CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM .................................................................................... 30

II.1 NUÔI VÀ THU NỌC BỊ CẠP TRONG PHỊNG THÍ NGHIỆM ..................... 30


II.2
PHÂN TÁCH THÀNH PHẦN NỌC THƠ TRONG NỌC BỊ CẠP
HETEROMETRUS LAOTICUS BẰNG SẮC KÝ LỌC GEL TRÊN GEL
SEPADEX G-50. ........................................................................................................... 30
II.2.1 Dụng cụ và hóa chất .................................................................................. 30
II.2.2 Thực nghiệm ................................................................................................ 31
II.3 TÁCH CÁC PHÂN ĐOẠN THỨ CẤP CỦA PHÂN ĐOẠN 4 BẰNG SẮC KÝ
LỎNG CAO ÁP ĐẢO PHA (RP-HPLC) ................................................................... 35
II.3.1 Dụng cụ và hóa chất .................................................................................... 35
II.3.2 Các bước tiến hành...................................................................................... 36
2.3.2.1 Chuẩn bị dung môi .................................................................................. 36
2.3.2.2 Chuẩn bị mẫu......................................................................................... 36
2.3.2.3 Tiến hành chạy mẫu trên hệ thống sắc ký lỏng cao áp đảo pha RPHPLC. ...................................................................................................................... 36
2.3.2.4 Thu mẫu và đông khô: ........................................................................... 37
II.4 KHẢO SÁT TÁC ĐỘNG GIẢM ĐAU CỦA CÁC PHÂN ĐOẠN THỨ CẤP
CỦA PHÂN ĐOẠN 4 ................................................................................................... 37
II.4.1 Khảo sát tác động giảm đau ngoại biên trên mơ hình gây đau quặn bằng
acid acetic................................................................................................................... 37
II.4.1.1 Dụng cụ và hóa chất: ............................................................................. 37
II.4.1.2 Đối tượng thử nghiệm: .......................................................................... 38
II.4.1.3 Thuốc thử nghiệm ................................................................................... 38
II.4.1.4 Tiến hành thí nghiệm ............................................................................. 39
II.4.2 Khảo sát tác động giảm đau trung ương trên mơ hình thử nghiệm nhúng
đi chuột trong nước nóng. .................................................................................... 40
II.4.2.1 Dụng cụ và hóa chất: ............................................................................. 40
II.4.2.2 Đối tượng thử nghiệm: .......................................................................... 41
II.4.2.3 Thuốc thử nghiệm ................................................................................... 41

II.4.2.4 Tiến hành thí nghiệm .............................................................................. 42
II.4.3 PHÂN TÍCH THỐNG KÊ KẾT QUẢ ........................................................ 42


II.5 LÀM SẠCH PHÂN ĐOẠN CĨ HOẠT TÍNH TÁC ĐỘNG TỐT NHẤT LÊN
QUÁ TRÌNH GIẢM ĐAU BẰNG SẮC KÝ LỎNG CAO ÁP (RP-HPLC)............ 43
II.6 KHẢO SÁT TÁC ĐỘNG GIẢM ĐAU NGOẠI BIÊN CỦA CÁC PHÂN ĐOẠN
THỨ CẤP CỦA PHÂN ĐOẠN 4.7 TRÊN MƠ HÌNH GÂY ĐAU QUẶN BẮNG
ACID ACETIC. ............................................................................................................ 43
II.7 XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ CỦA PHÂN ĐOẠN THỨ CẤP CÓ
TÁC ĐỘNG GIẢM ĐAU TỐT NHẤT ...................................................................... 43
CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN .................................................................. 44
III.1 KẾT QUẢ CỦA VIỆC THU NỌC BÒ CẠP ........................................................ 44
III.2 KẾT QUẢ CHẠY SẮC KÝ LỌC GEL VÀ ĐÔNG KHÔ ................................. 44
III.2.1 Kết quả chạy sắc ký lọc gel .......................................................................... 44
III.2.2. Khảo sát độc tính của các phân đoạn nọc………………………………..45
III.3. KẾT QUẢ CHẠY SẮC KÝ LỎNG CAO ÁP ĐẢO PHA (RP-HPLC) CỦA
PHÂN ĐOẠN 4 ............................................................................................................. 47
III.4 KHẢO SÁT TÁC DỤNG GIẢM ĐAU CỦA CÁC PHÂN ĐOẠN THỨ CẤP
CỦA PHÂN ĐOẠN 4 ................................................................................................... 50
III.4.1 Khảo sát tác dụng giảm đau ngoại biên trên mơ hình gây đau quặn bằng
acid acetic................................................................................................................... 50
III.4.2. Khảo sát tác động giảm đau trung ương trên mơ hình thử nghiệm
nhúng đuuoi chuột trong nước nóng ....................................................................... 52
III.4. KẾT QUẢ CHẠY SẮC KÝ LỎNG CAO ÁP ĐẢO PHA (RP-HPLC) CỦA
PHÂN ĐOẠN THỨ CẤP 4.7 ...................................................................................... 54
III.5. KHẢO SÁT TÁC DỤNG GIẢM ĐAU NGOẠI BIÊN CỦA PHÂN ĐOẠN
THỨ CẤP 4.7 TRÊN MƠ HÌNH GÂY ĐAU QUẶN BẰNG ACID ACETIC ....... 56
III.6 XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ CỦA PHÂN ĐOẠN THỨ CẤP CÓ
TÁC ĐỘNG GIẢM ĐAU TỐT NHẤT ...................................................................... 57

CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN ............................................................................................ 58
IV.1Kết luận .............................................................................................................. 58
IV.2Kiến nghị ............................................................................................................ 59
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................... 60


PHỤ LỤC ......................................................................................................................... 70


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt

Tiếng Anh

BmK

Buthus martensi Karsch

B.martensi karsh

Buthus martensi Karsch

H.laoticus

Heterometrus laoticus

L.mucronatrus

Lychas mucronatrus

HS-1

Heteroscorpine

B.subtilis

Bacillus subtilis

K.pneumoniae

Klebsiella pneumoniae

P.aeruginosa

Pseudomonas aeruginosa

HmTx

Heteromtoxin

IpTxi

Pandinus imperator imperatoxin I

MtPLA2

Mesobuthus tamales phospholipase A2

TSKH
RP-HPLC

Tiếng Việt

Tiến Sĩ Khoa Học
Reversed phase high-performance liquid

Sắc ký lỏng cao áp

chromatography

đảo pha

Leu-Trp

Leucine Triptophan

AMP

adezonin monophosphat

UV

Ultraviolet

ED50 : liều tác dụng Effective dose, 50%

liều tác dụng 50%


50%

LD50 : liều gây chết Lethal Dose, 50%
50%

liều gây chết 50%


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1 Bị cạp Heterometrus laoticus ............................................................................ 3
Hình 1.2 Hình thái học của bị cạp Heterometrus laoticus ................................................ 5
Hình 1.3. Sự phân bố các lồi bị cạp ở Việt Nam.............................................................. 6
Hình 1.4. Cấu trúc toxin trong nọc bị cạp ........................................................................ 11
Hình 1.5 Cơ chế phân tách trong sắc ký lọc gel ............................................................... 16
Hình 3.1: Sắc ký đồ của nọc bị cạp Heterometrus laoticus ............................................. 44
Hình 3.2 Sắc ký lỏng cao áp đảo pha (RP-HPLC) trên cột C18 ...................................... 47
Hình 3.27. Săc ký lỏng cao áp phân đoạn thứ cấp 4.7 ...................................................... 55


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Các loại cột sắc ký lỏng cao áp dùng trong kỹ thuật sắc ký………………….20
Bảng 3.1: Khối lượng của các phân đoạn……………………….………………………45
Bảng 3.2: Kết quả khảo sát độc tính lên chuột của các phân đoạn nọc………………..46
Bảng 3.3: Khối lượng của các phân đoạn thứ cấp sau khi đơng khơ…………………..48
Bảng 3.4: Số lần đau quặn trung bình của chuột vào các thời điểm khảo sát…………50
Bảng 3.5: Thời gian phản ứng giật mạnh đuôi của chuột ( giây) ở các lô vào các thời
điểm………………………………………………………………………………………53
Bảng 3.6: Khối lượng phân tử của các phân đoạn sau khi đông khô…………………...55
Bảng 3.7: Kết quả thử nghiệm giảm đau của phân đoạn thứ cấp 4.7…………………...58


1

MỞ ĐẦU
Xã hội ngày càng phát triển, nhu cầu chăm sóc sức khỏe của con người ngày
càng được chú ý. Ngày nay với sự hỗ trợ của trang thiết bị phịng thí nghiệm hiện
đại, các nhà nghiên cứu khoa học đã và đang tìm ra các giải pháp điều trị khơng
những an tồn, ít tác dụng phụ mà cịn đat hiệu quả cao từ các hợp chất thiên nhiên
có hoạt tính sinh học cao.
Bên cạnh đó, việc điều chế thuốc giảm đau là một hướng đang được quan
tâm nghiên cứu nhiều trên thế giới, trong đó nọc động vật là nguồn cung cấp các
loại thuốc giảm đau kháng viêm thế hệ mới. Nọc độc cơn trùng và rắn được hình
thành trong q trình tiến hóa hàng trăm triệu năm để giết hoặc làm tê liệt con mồi
vì vậy nó là nguồn dược liệu quý để chế ra các thuốc giảm đau đặc hiệu. Nhiều loài
nọc độc chứa hàng chục hoặc ngay cả hàng trăm neurotoxin có tác dụng mạnh và
nhanh đối với cơ bắp và hệ thần kinh. Những neurotoxin này đã và đang được
nghiên cứu sử dụng trên thế giới để chế ra những loại thuốc mới có hiệu quả cao.
Trải qua hơn 1000 năm, bò cạp đã được sử dụng rất rộng rãi trong ngành dược
và là một vị thuộc quý của các bài thuốc cổ truyền đối với nhiều quốc gia trên thế
giới. Theo kinh nghiệm dân gian, bị cạp thường được dùng ngun con (tồn yết),
hoặc phần đuôi (yết vĩ) để trị động kinh ở trẻ em, uốn ván, bán thân bất toại, quai bị,
méo miệng… dưới dạng thuốc bột hoặc làm viên uống. Cùng với sự tiến bộ khoa
học, đã có những nghiên cứu trên thế giới về nọc bò cạp và đã xác định có hoạt tính
về thần kinh.
Các nghiên cứu trên thế giới đã xác định trong thành phần nọc bị cạp có rất
nhiều chất có hoạt tính sinh học tác động lên hệ thống thần kinh, trong đó các
polypeptide, độc tố thần kinh là thành phần quan trọng, chúng tác động lên các thụ
thể và các kênh ion của các màng tế bào bị kích thích, đã và đang được các nhà
khoa học nghiên cứu và khảo sát để điều chế ra các loại thuốc chữa bệnh như:
Parkinson, bệnh cao huyết áp, ung thư, Alzheimer…Ngồi ra, đã có rất nhiều

2

nghiên cứu trên thế giới về tác dụng điều trị các triệu chứng thần kinh, đặc biệt là
đau mãn tính từ nọc độc của lồi bị cạp như Buthus martensi Karsch (BmK).
Nọc bò cạp cung cấp một kho các polypeptide với các chức năng sinh học đa
dạng và tính đặc hiệu cao với các yếu tố nhất định của tế bào. Những polypeptide
này có trọng lượng phân tử thấp và được ổn định cấu trúc bởi các cầu disulfide.
Chính vì vậy các polypeptide từ nọc bò cạp sẽ tiếp tục được nghiên cứu và ứng
dụng vào dược phẩm.
Ngày nay, những vấn đề về hạn chế tác dụng phụ khi sử dụng các loại thuốc
giảm đau trong điều trị bệnh đang được các nhà khoa học đặc biệt quan tâm nghiên
cứu, trong đó có Việt Nam. Vì vậy, việc tìm ra các loại thuốc giảm đau từ nguồn
hợp chất thiên nhiên đang là xu hướng nóng trên thế giới.
Để có thể đóng góp một nguồn nguyên liệu mới cho ngành dược dùng làm
thuốc chữa bệnh, và làm cơ sở cho những nghiên cứu tiếp theo; nhóm nghiên cứu
chúng tơi đã tiến hành các nghiên cứu về nọc bò cạp Heterometrus laoticus. Đề tài
“TÁCH VÀ KHẢO SÁT HOẠT TÍNH GIẢM ĐAU CỦA MỘT SỐ
POLYPEPTID TỪ NỌC BÒ CẠP HETEROMETRUS LAOTICUS CỦA VIỆT
NAM” là một hướng nghiên cứu mới về nọc bò cạp Heterometrus laoticus. Thực
hiện đề tài này chúng tôi sẽ mở ra hướng ứng dụng của nọc bò cạp trong y dược.


3

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
I.1 Giới thiệu về bò cạp
Bò cạp là một trong những nhóm động vật có lịch sử tiến hóa lâu đời, từ kỷ
Silur với 430 triệu năm tiến hóa. Chúng đã thích nghi với một loạt các điều kiện
mơi trường và bây giờ có thể tìm thấy trên tất cả các lục địa, ngoài trừ Nam Cực [1].
Bị cạp thuộc động vật lớp nhện mà có thể dễ dàng nhận ra bởi cơ thể thon dài đặc

trưng của chúng và phân đoạn đuôi kết thúc với một túi bao phồng ra và có vịi
nhọn. Có hơn 1500 lồi bị cạp trên thế giới. Trong q trình tiến hóa, chúng đã phát
triển nọc độc để làm vũ khí hiệu quả săn mồi và tự vệ [2]. Nọc độc được tiết ra bởi
các tế bào của tuyến nọc [3] và chúng chứa các thành phần hoạt tính sinh học phong
phú, trong đó các polypeptide nhỏ có giá trị quan trọng nhất, chúng được sử dụng
như một công cụ thử nghiệm cho những nghiên cứu về mối quan hệ giữa cấu trúc
và chức năng của các kênh ion [4] và chúng được xem như bước đầu cho cơng
nghiệp protein [5].

Hình 1.1 Bị cạp Heterometrus laoticus[6]
I.1.1 Hình thái và cơ thể học
Thân bò cạp được chia làm ba phần: phần đầu ngực, phần bụng và đi [7][8].
Phần đầu ngực hay cịn gọi là đốt thân trước bao gồm bộ giáp, mắt, chân kìm
(phần miệng), những chân kìm sờ (các chân kìm sờ của bị cạp có vuốt kìm, thường


4

được gọi là vuốt hay càng cua) và bốn cặp chân để di chuyển. Bộ giáp ngồi của bị
cạp dày và có độ bền cao, giúp chúng được bảo vệ tốt khỏi kẻ thù. Bị cạp có hai
mắt trên đỉnh đầu ngực, và thường có từ hai đến năm cặp mắt dọc nằm các góc phía
trước của phần đầu ngực. Vị trí của mắt trên phần đầu ngực phụ thuộc một phần vào
độ cứng hay mềm của vùng đất mà chúng sinh sống [9].
Chân kìm sờ là một phân đốt, có càng kẹp (vuốt) được dùng để cố định con
mồi và tự vệ trước kẻ thù. Các phân đoạn của chân kìm sờ là khớp háng, đốt
chuyển, xương đùi ( xương cánh tay), xương bánh chè, xương chày (bao gồm 5 vuốt
cùng với chân trước) và xương cổ chân( vuốt di động) [2]. Bị cạp có lớp sạm hoặc
hột nổi dọc theo chóp đỉnh, gọi là sóng lưng trên đốt chân xúc giác và một phần cơ
thể, giúp nhiều trong việc phân loại chúng [7].
Phần bụng hay còn gọi là vùng thân sau bao gồm 7 phân đoạn (đốt), mỗi động

mạch lưng được bao bọc bởi thể xương cứng (lưng) và cũng có ở phần bụng từ phân
đoạn ba đến bảy. Phân khúc bụng đầu tiên mang một cặp nắp mang sinh dục bao lấy
cơ quan sinh sản. Phần hai gồm các tấm nền với các pectines, đó là một cặp chi biến
thành cơ quan cảm giác [10]. Phân đoạn từ ba đến bảy có một cặp lỗ thở, đó là cơ
quan hơ hấp của bị cạp. Các lỗ thở khi mở ra có thể là khe hở, hình trịn, hình elip
hoặc bầu dục [7].
Phần cuối bụng, đi của bị cạp, bao gồm 5 phân đoạn đuôi và phân đoạn thứ
6 mang trâm cong (vòi). Trâm cong này lần lượt bao gồm các túi bọng giữ một đôi
tuyến nọc độc và ngịi đốt dưới da, chích nọc độc.
Trong một số trường hợp, bị cạp sinh ra có thể có hai đi. Nó khơng phải là
một lồi mới mà chỉ là một sự bất thường trong di truyền học [11].


5

Hình 1.2 Hình thái học của bị cạp Heterometrus laoticus[12]
I.1.2 Phân bố và mơi trường sống
Bị cạp được tìm thấy trên tất cả các vùng đất lớn, ngoại trừ Châu Nam Cực.
Bị cạp ban đầu khơng xuất hiện tự nhiên ở Anh, Nhật Bản, Hàn Quốc, New
Zealand và một số hòn đảo của Châu Đại Dương nhưng do nhu cầu thương mại vơ
tình người ta đã đưa chúng đến đây. Sự đa dạng lớn nhất của bò cạp ở Bắc Bán Cầu
được tìm thấy trong các khu vực cận nhiệt đới nằm giữa vĩ độ 23oN và 38oN. Trên
những vĩ độ này, sự đa dạng sẽ giảm dần tới cực Bắc, cùng với đó là sự xuất hiện
lồi bị cạp phía Bắc Paruroctonus boreus ở vùng Medicine Hat, Alberta, Canada
tại vĩ độ 50°N [7]
Hiện nay, bị cạp được tìm thấy ở hầu hết các mơi trường sống trên cạn,
trong đó núi có độ dốc cao, hang động và vùng triều, ngoại trừ hệ sinh thái phương
Bắc như các vùng lãnh nguyên, ở độ cao rừng taiga và một số ngọn núi phủ tuyết
vĩnh viễn [13]. Bị cạp có thể sống dưới mặt đất, môi trường cát, vùng mưa nhiệt
đới…; một số loài như Vaejovis janssi rất linh hoạt và được tìm thấy trong tất cả các

loại mơi trường sống ở Baja California, trong khi những loài khác chuyên sống
trong hang, hốc như Euscorpius carpathicus, chúng chỉ xuất hiện ở vùng ven biển
[14].


6

Ở Việt Nam, bò cạp phân bố khắp nơi trong nước từ đồng bằng tới miền núi
trong những khu vườn ẩm ướt và cả hải đảo khô. Ở miền Bắc nước ta, bị cạp có thể
gặp ở vùng rừng Vườn Quốc Gia Ba Vì hay ở vùng cao nguyên Mộc Châu (Sơn La)
[4]. Theo kết quả khảo sát năm 2004 của viện hóa học cho thấy ở tỉnh Đắc Nơng có
nhiều bị cạp đen Heterometrus pertesii, cịn ở vùng Đơng nam Bộ có nhiều bị cạp
nâu Lychas mucronatus. Bên cạnh đó, Phạm Đình Sắc và cộng sự đã tóm tắt sơ bộ
để có cái nhìn rõ ràng hơn về sự đa dạng sinh học, tính đặc hữu của hệ động vật bị
cạp ở Việt Nam [15].

Hình 1.3. Sự phân bố các lồi bị cạp ở Việt Nam [15]
I.1.3 Phân loại
Bị cạp có khoảng 1952 lồi được ghi nhận thuộc 191 chi, phân bố trong 14
họ. Trong đó, họ lớn nhất là họ Buthidae với 91 chi gồm 1032 loài, tiếp đến là họ
Scorpionidae với 18 chi gồm 287 loài, họ Vaejovidae có 23 chi gồm 191 lồi, họ
Chacrtidae có 15 chi gồm 183 lồi, họ Bothriuridae có 16 chi gồm 150 lồi…[16].
Năm 2016, một lồi bị cạp mới đáng chú ý thuộc chi Ananteris Thorell,
1891 (Buthidae) được tìm thấy tại vùng Massif Mitaraka ở Guiana thuộc Pháp, một
địa điểm nằm gần biên giới của Guiana thuộc Pháp, Brazil và Suriname, có tên khoa


7

học là Spinochactas mitaraka gen. n., sp. n. (Chactidae). Một loài khác cũng đã

được phát hiện tại Honduras vào năm 2015 có tên khoa học là Diplocentrus Peters
[17].
Ở Việt Nam đã phát hiện 4 họ là Buthidae [7], Scorpionidae [7], Chaerilidae
[7] và Pseudochactidae [7], trong đó thường hay gặp nhất là hai họ : Buthidae và
Scorpionidae. Chúng phân bố như sau:
Họ Buthidae:
Lychas mucronatus Fabricius: phân bố ở các tỉnh miền Trung và miền Nam,
phát triển mạnh ở Đồng Phú (Bình Phước).
Isometrus bacilicus Karch: phân bố ở Nghệ An, Quảng Trị, Bình Định,
Khánh Hịa (Trường Sa), Bình Phước (Đồng Phú).
Isometrus sp: phân bố ở Nghệ An (Vinh)
Isometrus deharvengi sp: phân bố ở Hòn Chồng, Kiên Giang [18].
Họ Scorpionidae:
Hetrometrus spinifer spinifer: phân bố ở Bình Phước (Bù Đốp, Bù Gia Mập,
Đồng Phú).
Hetrometrus petersii petersii: phân bố ở Tp. Hồ Chí Minh, Bình Thuận,
Khánh Hòa, Gia Lai, Lâm Đồng, Quảng Ninh.
Hetrometrus laoticus Couzijn: ở Tp. Hồ Chí Minh, Đồng Nai (Biên Hịa),
Tây Ninh, An Giang.
Hetrometrus cyaneus cyaneus : phân bố ở Thừa Thiên Huế, Quảng Trị.
Hetrometrus sp: phân bố ở Sơn La (Mộc Châu), Hà Tây (Ba Vì).
Họ Chaerilidae


8

Chaerilus petrzelkai: ở miền Nam Việt Nam, đảo Côn Sơn [19].
Chaerilus Simon,1877: ở miền Nam Việt Nam [20].
Chaerilus vietnamicus Lourenco and Zhlu, 2008: phân bố ở miền Bắc
Chaerilus julietteae Lourenco, 2011: phân bố ở miền Nam.

Chaerilus phami sp: tập trung ở đảo Côn Sơn
Họ Pseudochactidae
Vietbocap canhi Lourenco & Pham, 2010 [21].
V. thienduongensis Lourenco & Pham, 2012 [21].
Cả 2 loài này đều được phát hiện ở động Thiên Đường, Phong Nha – Kẻ
Bàng thuộc tỉnh Quảng Bình.
Năm 2014, một lồi bị cạp mới đã được phát hiện trong hang động khu bảo
tồn thiên nhiên Đakrơng, huyện Đakrơng, tỉnh Quảng Trị có tên khoa học là
Euscorpiops dakrong Lourenco & Pham. Bò cạp mới này có màu nâu vàng với
nhiều đốm màu nâu đậm [22].
Năm 2015, một lồi bị cạp mới đã được phát hiện ở rừng tự nhiên xã Nậm
Vì, huyện Mường Nhé, tỉnh Điện Biên có tên khoa học là Scorpiops
(Vietscorpiops) dentidactylus Lourenco & Phạm. Bò cạp mới này thuộc giống
Scorpiops, họ Euscorpiidae. Chúng có mặt lưng màu nâu vàng, mặt bụng màu vàng
nhạt [23].
Trong đề tài này chúng tôi đề cập đến bò cạp Heterometrus laoticus, thuộc
họ Scorpionidae. Ở Việt Nam có nhiều bị cạp Heterometrus, đó là bị cạp đen hay
bị cạp rừng, trong đó bị cạp H.laoticus được tìm thấy nhiều ở vùng nam bộ [24].


9

I.2 Nọc bị cạp
Tất cả lồi bị cạp đều có nọc độc và chúng sử dụng nọc để giết hoặc làm tê
liệt con mồi làm thức ăn. Nói chung, đó là một hành động nhanh chóng, cho phép
chúng chụp con mồi hiệu quả. Nọc độc còn được sử dụng để chống lại kẻ thù. Nọc
độc này là một hỗn hợp các hợp chất ( độc tố thần kinh, chất ức chế enzyme…)
không chỉ gây ra các hiệu ứng khác nhau mà còn nhắm đến mục tiêu động vật cụ
thể. Mỗi hợp chất được tạo ra và lưu trữ trong một cặp túi tuyến nọc. Trong số gần
2000 lồi bị cạp, chỉ 25 lồi có lượng độc gây chết người, hầu hết trong số chúng

thuộc họ Buthidae (bao gồm Leiurus quinquestriatus, Hottentotta, Centruroides and
Androctonus) [25][26].
I.2.1 Thành phần hóa học
Nọc độc của bò cạp là một hỗn hợp các thành phần như các enzyme, peptide,
nucleotide, lipid, mucoproteins, amin hữu cơ và các phân tử khác chưa được biết
đến [27], trong đó peptide và protein đóng vai trị cơ bản. Hầu hết các peptide trong
nọc bò cạp được tạo thành từ 20-75 gốc amino acid, trong khi những protein ít được
biết đến (enzyme) có chứa 120-370 gốc acid amin [28][29][30]. Nếu chúng ta xét
đến vai trò của các kênh ion trong việc kiểm soát các hoạt động điện của hệ thống
thần kinh và cơ bắp của sinh vật thì độc tố thần kinh là các thành phần độc tố nổi
bật nhất [31][32][33].
I.2.2 Những nghiên cứu và ứng dụng của nọc bò cạp
I.2.2.1 Những nghiên cứu của nọc bò cạp trên thế giới
Các nghiên cứu trên thế giới đã xác định trong thành phần nọc bị cạp có rất
nhiều chất có hoạt tính sinh học tác động lên hệ thống thần kinh, trong đó các
polypeptide – độc tố thần kinh là thành phần được nghiên cứu nhiều nhất, chúng tác
động lên các receptor và các kênh ion của các màng tế bào bị kích thích
[34][35][36][37]. Dựa vào tác động của các toxin với các kênh ion và được phân